KR20110040106A - 종이 포장재 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 종이 포장재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 그 제조방법은, (a) 원지를 준비하는 단계; (b) 상기 원지를 원하는 형상으로 가공하는 단계; (c) 상기 원지의 표면에 메틸 메타크릴레이트(Methyl Methacrylate) 45 내지 55중량%와 부틸 아크릴레이트(Butyl Acrylate) 45 내지 55중량%로 이루어진 공중합체가 물 및 유화제와 혼합된 코팅제를 도포하여 코팅층을 형성하는 단계; (d) 상기 원지의 코팅층이 형성된 면에 산화나트륨(Na2O) 9.3중량%, 이산화규소(SiO2) 29.2중량%, 수분(H2O) 61.48중량%, 물불용분 0.01중량%, 삼산화이철(Fe2O3) 0.01중량%로 이루어진 접착제를 도포하여 접착층을 형성하는 단계; 및 (e) 상기 원지의 접착층이 형성된 면을 다른 원지에 접착하여 포장재를 제조하는 단계;를 포함하며, 두께가 얇으면서도 강도가 매우 우수하고, 비중 또한 상당히 높아 무거운 제품의 중량을 용이하게 지탱할 수 있으며, 운송과 보관을 위한 제품 포장시 외부 충격에 의해 제품이 손상되는 것을 방지할 수 있다는 효과가 있다.
종이 포장재, 골판지, 허니콤 보드, 접착층, 코팅층, 내수성, 고강도

Description

종이 포장재 및 그 제조방법{Paper packing and method for manufacturing the same}
본 발명은 종이 포장재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 골판지는 단위포장, 내부포장, 외부포장, 화물수송 자체 등 전체적인 포장재로 사용되고 있다. 특히 골판지는 가격이 저렴하고, 균일성이 좋으며, 단위 중량당 강도가 높으며, 접착성 및 인쇄성이 우수하고, 고·저온에 적응성이 우수하며, 냄새와 독성이 없어 위생적이고, 자동 포장 적성이 좋으며, 형상 보유력이 우수하고, 환경 적응성이 뛰어나며, 폐기물의 재활용이 우수하다는 등의 장점을 지니고 있어서 포장 재료로서 널리 활용되고 있다.
골판지 포장재의 사용 부문으로는 고강도와 내수성(차수성)을 요하는 부문이 커다란 비중을 차지하고 있다.
그러나 골판지 포장재를 사용할 경우 강도와 내수성이 불충분하여 제품을 비닐로 싸서 상자에 담아 포장하고 있는 것이 현실이다. 이러한 비닐과 같은 부재료의 사용은 또한 새로운 환경 오염의 요인으로 문제시되고 있다.
또한, 내수성을 강화시키는 방법으로는 파라핀 왁스의 사용량을 대폭으로 늘 린다든지 콜탈에 침지하여 제조하는 방법이 있으나, 이러한 소재들은 재활용이 불가능하여 주로 매립하고 있는 실정이므로 환경 오염의 주범이 되고 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 두께가 얇으면서도 강도가 매우 우수하고, 비중 또한 상당히 높아 무거운 제품의 중량을 용이하게 지탱할 수 있으며, 운송과 보관을 위한 제품 포장시 외부 충격에 의해 제품이 손상되는 것을 방지할 수 있으며, 내수성이 매우 뛰어난 종이 포장재 및 그 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 종이 포장재는, 원지에 산화나트륨(Na2O) 9.3중량%, 이산화규소(SiO2) 29.2중량%, 수분(H2O) 61.48중량%, 물불용분 0.01중량%, 삼산화이철(Fe2O3) 0.01중량%로 이루어진 접착제를 도포하여 접착층을 형성한다.
또, 이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 종이 포장재는, 원지에 메틸 메타크릴레이트(Methyl Methacrylate) 45 내지 55중량%와 부틸 아크릴레이트(Butyl Acrylate) 45 내지 55중량%로 이루어진 공중합체가 물 및 유화제와 혼합된 코팅제를 도포하여 코팅층을 형성한다.
나아가, 이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 종이 포장재의 제조방법은, (a) 원지를 준비하는 단계; (b) 상기 원지를 원하는 형상으로 가공하는 단계; (c) 상기 원지의 표면에 메틸 메타크릴레이트(Methyl Methacrylate) 45 내지 55중 량%와 부틸 아크릴레이트(Butyl Acrylate) 45 내지 55중량%로 이루어진 공중합체가 물 및 유화제와 혼합된 코팅제를 도포하여 코팅층을 형성하는 단계; (d) 상기 원지의 코팅층이 형성된 면에 산화나트륨(Na2O) 9.3중량%, 이산화규소(SiO2) 29.2중량%, 수분(H2O) 61.48중량%, 물불용분 0.01중량%, 삼산화이철(Fe2O3) 0.01중량%로 이루어진 접착제를 도포하여 접착층을 형성하는 단계; 및 (e) 상기 원지의 접착층이 형성된 면을 다른 원지에 접착하여 포장재를 제조하는 단계;를 포함한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 종이 포장재 및 그 제조방법에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.
원지에 도포된 코팅층에 의하여, 두께가 얇으면서도 강도가 매우 우수하고, 비중 또한 상당히 높아 무거운 제품의 중량을 용이하게 지탱할 수 있으며, 운송과 보관을 위한 제품 포장시 외부 충격에 의해 제품이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 원지 표면 전체에 막을 형성하여 수분이나 기름 등의 침투를 막을 수 있고, 시간이 경과하여도 원지에 수분 및 기타 물질이 침투되지 않아 내수성, 내유성, 방오성, 방수성이 매우 뛰어나다.
또한, 간단하게 원지에 코팅제를 도포하기만 하면 되므로 제조공정이 쉽고 빨라 제조비용이 절감되고, 생산효율이 향상될 수 있다.
나아가, 코팅층이 형성된 원지는 재활용이 가능하고, 자연분해되며, 소각시 다이옥신 등의 환경호르몬이 검출되지 않아 친환경적이고, 인체에 무해하다.
한편, 접착제에 의해 접착된 접착부위는 가중한 압력에도 무난히 견딜 수 있을 정도로 접착성이 매우 향상되므로 다른 재료를 쓰지 않더라도 접착제만으로도 용이하게 상자를 제조할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 종이 포장재 제조방법을 도시한 순서도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 종이 포장재 제조방법은 다음과 같은 단계로 이루어진다.
먼저, 원지를 준비한다. (a 단계) 원지는 종이, 골판지, 허니콤 보드 등 순수한 식물의 섬유를 원료로 한 것이 될 수 있다.
다음으로, 상기 원지를 원하는 형상으로 가공한다. (b 단계) 이 단계에서는 원지를 절단하거나, 구멍을 내는 타공 등의 가공을 할 수 있으며, 원하는 형상에 따라 다양한 가공방법이 사용될 수 있다.
다음으로, 상기 원지의 표면에 코팅제를 도포하여 코팅층을 형성한다. (c 단계) 상기 코팅제는 메틸 메타크릴레이트(Methyl Methacrylate) 45 내지 55중량%와 부틸 아크릴레이트(Butyl Acrylate) 45 내지 55중량%로 이루어진 공중합체가 물 및 유화제와 혼합되어 있다.
메틸 메타크릴레이트(Methyl Methacrylate;MMA)는 α-메타아크릴산메틸이라 고도 하며, 화학식은 C5H8O2이다. 녹는점은 －48.2℃, 끓는점은 101℃, 비중은 0.9440(20℃)이고, 에스테르 냄새가 나는 무색 투명한 액체로 물에는 약간 녹으나 대부분의 유기용매에는 잘 녹는다.
상기에서, 코팅제의 점도는 특별히 제한될 필요는 없다. 이러한 점도의 조절은 0.001 에서 1.2 Pa.s 범위, 바람직하게는 0.001 에서 0.6 Pa.s 이나 이에 한정하는 것은 아니며, 기포가 코팅제에 안정적으로 분산되도록 할 수 있게 한다. 코팅제의 점도가 1.2 Pa.s 을 초과하는 경우에는 균일한 분산을 어렵게 하며, 과도한 점도로 인하여 도포에 어려움이 따를 것이므로 적절한 점도를 가지도록 한다.
또한, 코팅제의 농도는 50 중량 % 이상이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 70 중량 % 이상이다. 코팅제의 농도가 40 중량 % 미만인 경우에는 더 높은 온도에서 더 긴 시간의 건조가 요구되어, 제조효율을 저해하게 되므로 코팅제의 농도는 70 중량 % 이상으로 되는 것이 수분 함량을 감소시키고 건조과정을 효율적으로 생략할 수 있다는 측면에서 가장 바람직하다.
다음으로, 상기 원지의 코팅층이 형성된 면에 접착제를 도포하여 접착층을 형성한다. (d 단계) 상기 접착제는 산화나트륨(Na2O) 9.3중량%, 이산화규소(SiO2) 29.2중량%, 수분(H2O) 61.48중량%, 물불용분 0.01중량%, 삼산화이철(Fe2O3) 0.01중량%로 이루어져 있다.
물불용분의 일실시예로서 본 실시예에서 물불용분은 산화마그네슘 및/또는 마그네슘 실리게이트를 함유한다.
마지막으로, 상기 원지의 접착층이 형성된 면을 다른 원지에 접착하여 포장재를 제조한다.(e 단계) 다른 원지에는 상기의 코팅제가 도포된 코팅층이 형성될 수도 있다.
상기와 같은 과정으로 제조된 종이 포장재를 도 2a 내지 도 3에 도시하였다. 도 3은 도 2a에 도시한 종이 포장재의 단면도이고, 편의상 두 개의 원지가 서로 접착되어 있는 것으로 도시하였으며, 도 3에 도시한 도면부호 10,20은 원지, 11,21은 코팅층, 12는 접착층을 각각 나타낸다.
도 2a 내지 도 3에 도시한 종이 포장재(100,200)는 박스의 내부에 마련되어 제품을 고정시키고, 제품끼리 서로 충돌하여 파손되는 것을 방지하는 용도로 쓰이는 이너(Inner) 포장재를 도시한 것이며, 제품의 형상에 따라 이너 포장재에 형성된 홀(110,210)의 형상은 얼마든지 달라질 수 있다.
또한, 이너 포장재는 어느 정도의 두께를 요구하므로 코팅제가 도포된 원지에 접착제를 도포하여 접착제가 도포된 면을 서로 접착하여 제조하며, 요구하는 두께에 따라 원지의 개수를 달리하여 두께를 적절하게 조절할 수 있을 것이다.
나아가, 코팅제가 도포되지 않은 원지에 접착제 만을 도포하여 서로 접착하여 제조할 수 있음은 물론이다.
한편, 다른 실시예로서 제품 포장용 또는 물품 보관용 종이박스를 도 4에 도시하였고, 도 5는 도 4의 단면도이다. 도 5에 도시한 도면부호 30은 원지, 31은 코팅층을 각각 나타낸다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 종이 포장재의 효과를 확인 하기 위해 강도 및 내수성 시험을 한국건자재시험연구원에 의뢰하였으며 그 결과는 다음과 같다.
먼저, 원지에 산화나트륨(Na2O) 9.3중량%, 이산화규소(SiO2) 29.2중량%, 수분(H2O) 61.48중량%, 물불용분 0.01중량%, 삼산화이철(Fe2O3) 0.01중량%로 이루어진 접착제를 도포하였을 때의 실시예에 대한 결과를 나타낸 것이다.
표 1. 강도 및 내수성 시험
시험항목 결과
부피비중 (20℃) 1.416
흡수에 의한 길이변화율(%) 0.003
함수율(%) 0.02
표면흡수량(g) 0.008
전흡수율(%) 0.4
굽힘파괴하중
(N)		 건조시 459
습윤시 446
내충격성
낙하높이 65㎝		 이상없음
이러한 시험결과에 의해 본 발명에 따른 종이 포장재는 고강도이며, 수분을 막아 견디어 내는 성질인 내수성이 높다는 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 의한 종이 포장재는 각종 용지, 포장지, 상자, 라벨, 벽지, 의료용품, 생활용품 용기 등에 활용할 수 있으며, 특히 강도가 우수하고 내수성이 뛰어나므로 합판이나 스틸보드(steel board) 등의 대용으로 용이하게 활용할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 종이 포장재 제조방법을 도시한 순서도.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 제조방법에 따라 제조된 종이 포장재를 각각 도시한 사시도.
도 3은 도 2a의 단면을 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 종이 포장재를 도시한 사시도.
도 5는 도 4의 단면을 도시한 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10, 20, 30 : 원지 11, 21, 31 : 코팅층
12 : 접착층 100, 200 : 종이포장재
110, 210 : 홀

Claims (3)

  1. 원지에 산화나트륨(Na2O) 9.3중량%, 이산화규소(SiO2) 29.2중량%, 수분(H2O) 61.48중량%, 물불용분 0.01중량%, 삼산화이철(Fe2O3) 0.01중량%로 이루어진 접착제를 도포하여 접착층을 형성한 종이 포장재.
  2. 원지에 메틸 메타크릴레이트(Methyl Methacrylate) 45 내지 55중량%와 부틸 아크릴레이트(Butyl Acrylate) 45 내지 55중량%로 이루어진 공중합체가 물 및 유화제와 혼합된 코팅제를 도포하여 코팅층을 형성한 종이 포장재.
  3. (a) 원지를 준비하는 단계;
    (b) 상기 원지를 원하는 형상으로 가공하는 단계;
    (c) 상기 원지의 표면에 메틸 메타크릴레이트(Methyl Methacrylate) 45 내지 55중량%와 부틸 아크릴레이트(Butyl Acrylate) 45 내지 55중량%로 이루어진 공중합체가 물 및 유화제와 혼합된 코팅제를 도포하여 코팅층을 형성하는 단계;
    (d) 상기 원지의 코팅층이 형성된 면에 산화나트륨(Na2O) 9.3중량%, 이산화규소(SiO2) 29.2중량%, 수분(H2O) 61.48중량%, 물불용분 0.01중량%, 삼산화이철(Fe2O3) 0.01중량%로 이루어진 접착제를 도포하여 접착층을 형성하는 단계; 및
    (e) 상기 원지의 접착층이 형성된 면을 다른 원지에 접착하여 포장재를 제조하는 단계;를 포함하는 종이 포장재 제조방법.
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